سنگدانه بتن | بررسی دانه بندی و انواع آن‌ با فیلم

سنگدانه ها در بتن جزء پرمصرف‌ترین مصالح هستند، به طوری که حدود سه چهارم مخلوط بتن‌ شامل سنگدانه‌‌ها است. هر نوع سنگدانه‌‌ای خصوصیات خاص خودش را دارد که در این مقاله به طور کامل در مورد آن‌ها توضیح خواهیم داد. با خواندن این مقاله در رابطه با دانه بندی بتن ، مشخصات سنگدانه های بتن ، انواع سنگدانه ها همراه با فیلم آشنا خواهید شد.

 

آنچه در این مقاله می آموزید:

 فیلم بررسی سنگدانه بتن 

سنگدانه بتن چیست ؟

خواص سنگدانه در بتن

انواع سنگدانه ها در بتن

سنگدانه ها از نظر شکل ظاهری

سنگدانه ها از نظر اندازه

حداکثر اندازه سنگدانه در بتن

  سنگدانه ها در بتن بر اساس رطوبت سطحی و جذب آب دانه‌ها

دانه‌ها

سنگدانه‌های مصرفی در انواع بتن

بتن معمولی

بتن سبک

بتن‌های عایق‌بندی

بتن سنگین

نقش سنگدانه در بتن

بهترین سنگدانه در بتن

دانه بندی بتن چیست

منحنی دانه بندی سنگدانه بتن

انواع منحنی دانه بندی بتن

مدول نرمی سنگدانه ها

دانه بندی سنگدانه بتن در مصالح ماسه‌ای و شنی

چگالی سنگدانه‌ها

تأثیر ناخالصی‌ها بر سنگدانه ها

انواع آزمایش سنگدانه های بتن

کاربرد سنگدانه

 

فیلم بررسی سنگدانه بتن 

پیش از خواندن ادامه مطلب، با مشاهده فیلم زیر دید بهتری نسبت به سنگدانه بتن پیدا کنید.

سنگدانه بتن چیست ؟

سنگدانه‌های موجود در بتن به طور کلی ۶۰ تا ۸۰ درصد حجم آن را تشکیل می‌دهند. این مواد روی خواص بتن، نسبت‌های اختلاط و مقرون به صرفه بودن آن تأثیر زیادی دارند.

اگر در مورد نسبت‌های اختلاط مایلید بیشتر بدانید، مقاله صفر تا صد طرح اختلاط بتن + حل گام به گام + نمونه را مطالعه کنید.

سنگدانه‌های طبیعی بتن، مخلوطی از سنگ‌ها و مواد معدنی هستند.

منظور از ماده معدنی، جسمی جامد است که به صورت طبیعی یافت شده و ساختمان داخلی منظمی دارد. همچنین میزان دامنه تغییرات آن در ترکیبات شیمیایی نیز کم است.

اکثر درشت دانه ها از سنگ‌ و اکثر ریزدانه ها از مواد معدنی تشکیل شده‌اند.

سنگدانه‌ها به ۲ روش تولید می‌شوند:

طبیعی

سنگدانه‌های طبیعی حاصل از فرسایش سنگ‌ها و تغییرات ناشی از آب و هوا هستند که در طی این فرآیند ذرات سنگ، شن، ماسه، لای و رس تولید می‌شوند.

سنگدانه ها در بتن - سنگدانه بتن چیست

مصنوعی

سنگدانه‌های مصنوعی حاصل از شکستن بتن‌های قدیمی و بتن‌های ضایع شده هستند.

بتن‌های ساخته شده با این سنگدانه‌ها (روش مصنوعی) حداقل سه چهارم مقاومت فشاری، دو سوم مدول الاستیسیته و همچنین کارایی و دوام خوبی در مقایسه با بتن‌های تهیه شده از دانه‌های معمولی دارند.

از طریق خرد کردن سنگ‌های مادر نیز می‌توان به روش مصنوعی، سنگدانه به دست آورد.

استفاده از دانه‌های شکسته به دلیل گوشه‌های تیز، بسیار مناسب است اما نسبت به سنگ‌های رودخانه‌ای هزینه بیشتری دارند. این سنگدانه‌ها سبب کاهش کارایی بتن‌ می‌شوند.

برای آشنایی بیشتر با کارایی، مقاله کارایی بتن چیست؟ کارایی و روانی بتن چه تفاوتی دارند؟ را بخوانید.

سنگدانه ها در بتن - سنگدانه بتن چیست

خواص سنگدانه در بتن

به طور کلی خواص سنگدانه‌ها شامل موارد زیر است:

 

مقاومت در برابر سایش و سر خوردن

سنگدانه‌های مورد استفاده در بتنی که تحت تأثیر سایش است، باید در برابر سایش مقاوم باشند.

برای تعیین میزان مقاومت سایشی سنگدانه‌ها از آزمایشی به نام آزمایش سایش لوس آنجلس استفاده می‌شود.

در حالت کلی برای اینکه سنگدانه‌ها در برابر سر خوردن مقاومت خوبی نشان دهند، باید میزان دانه‌های سیلیسی مصالح سنگی ریز حداقل ۲۵ درصد باشد.

سنگدانه ها در بتن - خواص سنگدانه در بتن

 

آموزش‌های اجرایی ساختمان

آموزش‌هایی فراتر از کاربردی

به جمع حرفه‌ای‌ها بپیوندید!

کلیک کنید

مسیر یادگیری مهندسی عمران

یک مسیر رایگان برای حرفه‌ای شدن

حتما تو این مسیر با ما همراه شو!

کلیک کنید

 

مقاومت در برابر یخ‌ زدن و آب شدن

در ادامه خصوصیات سنگدانه بتن به مقاومت در برابر یخ زدن و آب شدن می‌رسیم.

از مهم‌ترین خواص بتن زمانی که در معرض هوا قرار دارد، مقاومت در برابر یخ زدن و آب شدن یخ در بین دانه‌ها است.

این امر به عوامل متعددی بستگی دارد که برخی از آن‌ها عبارتند از:

تخلخل

جذب آب

نفوذپذیری

ساختمان حفره دانه‌ها

برای مثال یک سنگدانه ممکن است به حدی آب جذب کند که نتواند انبساط آب را در اثر یخ زدن تحمل کند. اگر همین دانه در نزدیکی سطح بتن باشد، با یخ زدن آب، سبب بیرون آمدن یا پوسته شدن ملات روی دانه شود.

سنگدانه ها در بتن - مشخصات سنگدانه های بتن

برای آشنایی با سایر خواص بتن می‌توانید به مقاله بتن چیست ؟ کاربرد بتن ، ترکیبات و انواع آن در یک مقاله مراجعه کنید.

 

ارزیابی عملکرد سنگدانه‌ها در برابر یخ‌زدن و آب شدن

این کار را می‌توان به ۲ صورت انجام داد:

سابقه عملکرد در کارگاه

اگر دانه‌ها قبلا در بتنی استفاده شده و نتیجه خوبی داشتند، می‌توان از آن‌ها استفاده کرد.

 

تست‌های آزمایشگاهی یخ زدن و آب شدن نمونه‌های بتنی

برای مثال در آزمایش ASTM C666 نمونه‌های بتنی ساخته شده با این دانه‌ها را در دوره‌های متوالی یخ زدن و آب شدن قرار می‌دهند. میزان تخریب، با کاهش مدول الاستیسیته دینامیکی نمونه‌ها اندازه‌گیری می‌شود.

سنگدانه ها در بتن - ویژگی سنگدانه بتن

انواع سنگدانه ها در بتن

سنگدانه های بتن از نظر اندازه، شکل ظاهری، جذب آب دانه و رطوبت سطحی دسته بندی می‌شوند.

سنگدانه ها از نظر شکل ظاهری

از نظر شکل ظاهری سنگدانه های بتن شامل موارد زیر است:

دانه‌های گرد

به دلیل فرسایش در طبیعت شکل‌ آن‌ها به صورت گرد و سطح صاف است.

دانه‌های نامنظم

این دانه‌ها به طور معمول سطح صاف و صیقلی داشته اما ظاهر آن‌ها کاملاً گرد نیست.

دانه‌های گوشه دار

این سنگدانه‌ها سطحی صاف نداشته و همچنین شکل هندسی آن‌ها نیز مشخص نبوده و در اکثر موارد گوشه‌های تیزی دارند.

به دلیل امکان درگیر شدن بیشتر دانه‌ها، میزان مقاومت نهایی دانه‌های گوشه دار بیشتر است.

استفاده از دانه‌های گرد گوشه نسبت به دانه‌های شکسته شده سبب افزایش کارایی مخلوط بتن‌ می‌شود.

دانه‌های پولکی

مقاومت این دانه‌ها نسبت به ۲ بعد دیگری که دارند، کم است.

 دانه‌های سوزنی

این دانه‌ها، طولشان بیشتر از ۳ برابر عرضشان یا ضخامتشان است.

به طور معمول در بتن ریزی از دانه‌های نامنظم، گرد و گوشه‌دار استفاده می‌کنند. توجه داشته باشید که استفاده از دانه‌های سوزنی و پولکی برای بتن‌ مناسب نیست.

سنگدانه ها در بتن - انواع سنگدانه ها در بتن

شاید برایتان سوال پیش بیاید که چرا استفاده از دانه‌های پولکی و سوزنی مجاز نیست؟

چون در این دانه‌ها، تنش به صورت متمرکز وارده شده و سبب شکسته شدن آن‌ها از وسط می‎‌شود، پس می‌توان گفت دارای مقاومت کمی هستند و همین امر سبب کاهش مقاومت بتن نیز می‌شود.

یکی دیگر از دلایل عدم استفاده از آن‌ها، داشتن سطح مخصوص بالا است که منجر به کاهش کارایی بتن می‌شود.

به خاطر علل گفته شده، آیین‌نامه میزان مصرف این سنگدانه‌ها را به ۱۰ تا ۱۵ درصد وزن کل سنگدانه ها در بتن محدود کرده است:

ضریب پولکی = وزن دانه‌های پولکی تقسیم بر وزن کل دانه‌ها

ضریب پولکی به دست آمده باید کوچکتر از ۱۰ تا ۱۵ درصد باشد.

سنگدانه ها در بتن - انواع سنگدانه ها در بتن

سنگدانه ها از نظر اندازه

به طور معمول از سنگدانه‌هایی در بتن‌ استفاده می‌شود که دارای اندازه‌هایی حداکثر بین ۱۰ تا ۵۰ میلی‌متر و به طور متوسط ۲۰ میلی‌متر باشند.

حد فاصل دانه بندی ریز و درشت را الک ۴٫۷۵ میلی‌متری یا نمره ۴  استاندارد ASTM مشخص می‌کند.

سنگدانه‌ها به طور کلی از نظر اندازه دو دسته هستند:

 

درشت دانه

در درشت دانه‌ها (سنگدانه هایی که روی الک نمره ۲۰۰ باقی می‌مانند) خواهیم داشت:

شن

شن به سنگدانه هایی گویند که روی الک نمره ۴ باقی می‌مانند و اندازه آن‌ها بزرگتر از ۴٫۷۵ میلی‌متر است.

ماسه

سنگدانه‌هایی هستند که اندازه آن‌ها کوچکتر از ۴٫۷۵ میلی‌متر است و از الک نمره ۴ رد شده و روی الک نمره ۲۰۰ باقی می‌مانند.

ریزدانه

سنگدانه‌های عبوری از الک نمره ۲۰۰ هستند که اندازه آن‌ها کمتر از ۰٫۰۷۵ میلی‌متر است.

مواد بین ۰٫۰۲ تا ۰٫۰۶ میلی‌متر به لای و سیلت و مواد ریزتر جزء رس هستند.

طبق مبحث نهم نیز می‌توان گفت:

سنگدانه‌هایی که از ۴٫۷۵ میلی‌متر بزرگتر هستند، شن و سنگدانه‌های کوچک‌تر از آن را ماسه گویند.

سنگدانه ها در بتن - انواع سنگدانه ها در بتن

حداکثر اندازه سنگدانه در بتن

استفاده از دانه‌های درشت سبب افزایش مقاومت و استحکام بتن می‌شود. اما از نظر اجرایی اندازه سنگدانه‌ها محدودیت دارد.

بنابر مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، بزرگترین اندازه اسمی سنگدانه ، عبارت است از اندازه کوچکترین الکی که حداکثر ۱۰ درصد وزنی سنگدانه روی آن باقی بماند.

بزرگترین اندازه سنگدانه در بتن‌ها نباید از هیچ‌کدام از مقادیر زیر بیشتر باشد:

یک پنجم کوچک‌ترین بعد داخلی قالب بتن‌

یک سوم ضخامت دال

سه چهارم کوچک‌ترین فاصله آزاد بین آرماتورها

سه چهارم پوشش بتن‌ روی میلگردها

۳۸  میلی‌متر در بتن‌ آرمه (بتن مسلح)

۶۳  میلی‌متر در بتن‌ حجیم غیرمسلح

برای اطلاعات بیشتر در مورد بتن مسلح به مقالههر آنچه که باید درباره بتن مسلح یا بتن آرمه بدانید! مراجعه کنید.

سنگدانه ها در بتن - انواع سنگدانه ها در بتن

سنگدانه ها در بتن بر اساس رطوبت سطحی و جذب آب دانه‌ها

دانه‌های کاملاً خشک

دانه‌هایی هستند که در کوره ۱۰۰ تا ۱۱۰ درجه سانتی‌گراد حرارت دیده‌اند. در این دانه‌ها سطح خارجی، خلل و فرج داخلی‌شان کاملاً خشک است.

 

دانه‌های خشک

دانه‌هایی هستند که در برخی از حفره‌های داخلی‌شان آب دیده می‌شود، ولی سطح خارجی آن‌ها به طور کامل خشک است.

 

دانه‌های اشباع با سطح خشک(SDD)

این نوع از دانه‌ها، تمامی حفره‌ها، خلل‌ و فرج‌هایشان از آب پر شده، اما سطح دانه خشک است.

اگر این دانه‌ها را برای یک روز (۲۴ ساعت) در داخل آب نگه داشته و سپس از آب بیرون آورند و سطح‌شان را با دستمالی خشک و ضخیم به طور کامل خشک کنند، این دانه‌ها اشباع با سطح خشک می‌شوند.

 

دانه‌های مرطوب

دانه‌هایی هستند که خلل و فرج آن‌ها با آب اشباع شده و سطح خارجی‌شان نیز خیس است.

در طرح اختلاط بتن سنگدانه‌ها را از نوع اشباع با سطح خشک در نظر می‌گیرند. اما اگر از سنگدانه‌های مرطوب استفاده شود، میزان آب را کاهش و در صورت استفاده از دانه‌های خشک یا کاملاً خشک باید میزان آب را افزایش داد.

سنگدانه ها در بتن - انواع سنگدانه ها در بتن

سنگدانه‌های مصرفی در انواع بتن

بتن معمولی

در بتن‌های معمولی از سنگدانه‌های زیر به طور معمول استفاده می‌شود:

ماسه

شن

سنگ شکسته

روباره آهن گدازی خنک شده در هوا

سنگدانه ها در بتن - نقش سنگدانه در بتن

سنگدانه بتن سبک

در حالت کلی سنگدانه‌های سبک مصرفی در مخلوط بتنی طبق مبحث نهم به ۲ صورت تهیه می‌شوند:

۱) سنگدانه‌ها در مخلوط بتنی را از موارد زیر می‌توان به دست آورد:

سرباره کوره آهنگدازی

خاک رس

دیاتومه

خاکستر بادی

شیل

سنگ لوح

۲) سنگدانه های بتن حاصل از فرآوری مواد طبیعی مانند موارد زیر نیز در بتن سازه‌ای و غیرسازه‌ای می‌توان استفاده کرد:

پومیس

اسکوریا

توف

سنگدانه‌های سبک

برای مطالعه بیشتر در مورد بتن سبک به مقالههمه چیز درباره بتن سبک که باید بدانید! سر بزنید.

سنگدانه ها در بتن - نقش سنگدانه در بتن

سنگدانه بتن‌ عایق‌بندی

برای تولید این نوع از بتن‌ها عمدتاً از سنگدانه‌های زیر استفاده می‌شود:

پومیس

اسکوریا

پرلیت

ورمیکولیت

دیاتومیت

سنگدانه ها در بتن - نقش سنگدانه در بتن

سنگدانه بتن سنگین

جهت تولید بتن سنگین، عمدتاً موارد زیر کاربرد دارند:

باریت

لیمونیت

ایلمنیت

هماتیت

آهن

تکه‌های فولادی

برای اینکه در مورد بتن سنگین بیشتر بدانید به مقالهبتن سنگین چیست ؟ ویژگی‌ها، طرح اختلاط و انواع روش های اجرا مراجعه کنید.

سنگدانه ها در بتن - نقش سنگدانه در بتن

نقش سنگدانه در بتن

سنگدانه ها در بتن نقش اسکلت آن را دارند و میزان مقاومت آن به سنگدانه‌ها وابسته است. برای مثال، پایداری و دوام آن به میزان زیادی تحت تأثیر این مصالح است.

به طور کلی سنگدانه های مصرفی در بتن دارای وظایف دیگری نیز هستند:

نقش باربری

افزایش مقاومت بتن

دوام و پایداری مخلوط بتنی

کاهش میزان سیمان مورد استفاده

کاهش هزینه نهایی بتن

سنگدانه ها در بتن - نقش سنگدانه در بتن

بهترین سنگدانه در بتن

شاید برایتان سوالاتی مانند ” بهترین سنگدانه در بتن کدام است؟ و سنگدانه مناسب بتن کدام نوع است؟” پیش بیاید.

جواب این سوال بستگی به عوامل مختلفی دارد، ولیکن ما برای راهنمایی بهتر، برایتان از لحاظ مختلفی این سنگدانه‌ها را مقایسه کرده‌ایم:

مقایسه از نظر مصرف سیمان

هر چه سطح مخصوص سنگدانه‌ها کمتر باشد، میزان مصرف سیمان نیز کمتر است.

مقایسه سطح مخصوص سنگدانه‌ها به شرح زیر است:

سنگدانه‌های گرد < سنگدانه‌های نامنظم < سنگدانه‌های گوشه دار

مقایسه از نظر مقاومت نهایی بتن

هر چه میزان اصطکاک بین سنگدانه‌ها بیشتر باشد، مقاومت بیشتر خواهد بود.

مقایسه میزان اصطکاک سنگدانه‌ها به شرح زیر است:

سنگدانه‌های گرد < سنگدانه‌های نامنظم < سنگدانه‌های گوشه دار

نسبت سطح جانبی(خارجی) به حجم سنگدانه در بتن را سطح مخصوص گویند. هرچقدر سطح مخصوص سنگدانه بیشتر باشد میزان جذب آب نیز بیشتر بوده و کارایی مخلوط بتنی کم است.

سنگدانه ها در بتن - سنگدانه مناسب بتن

سنگدانه های مناسب بتن کدام است؟

مصالح سنگی باید خصوصیات زیر را داشته باشند:

تمیز

سخت

مقاوم

دانه‌های بادوام

عاری از مواد شیمیایی، پوشش‌های رس و مصالح ریز در مقادیری که بر هیدراسیون و چسبندگی خمیر سیمان مؤثر است.

سنگدانه ها در بتن - سنگدانه مناسب بتن

سنگدانه های نامناسب برای بتن کدام است؟

ترد

شکننده

متورق

استفاده از سنگدانه‌هایی که دارای مقدار زیادی شیل یا سنگ‌های رسی، مصالح نرم و متخلخل و برخی از انواع چرت‌ها هستند، خودداری شود.

چون این دانه‌ها در برابر آب و هوا مقاومت پایینی داشته و می‌توانند سبب خرابی سطح مخلوط بتنی شوند.

سنگدانه ها در بتن - سنگدانه مناسب بتن

دانه بندی بتن چیست ؟

دانه بندی بتن به زبان ساده به معنای نحوه توزیع وزنی سنگدانه‌ها از نظر ابعاد است.

در ساخت مخلوط بتنی با کیفیت بالا باید فاصله میان مصالح درشت‌دانه و ریزدانه مناسب باشد.

شاید عبارت منحنی دانه بندی سنگدانه بتن به گوشتان خورده باشد، منحنی دانه بندی یک منحنی است که نحوه توزیع دانه‌ها را از نظر ابعاد مشخص می‌کند.

جهت تنظیم منحنی دانه بندی ابتدا شن و ماسه را از الک‌های استاندارد عبور می‌دهند.

الک‌های مورد استفاده برای ریزدانه‌ها شامل الک‌های شماره ۴، ۸، ۱۶، ۳۰، ۵۰ و ۱۰۰ است.

الک‌های مورداستفاده برای درشت‌دانه‌ها شامل الک‌های یک و یک دوم، سه چهارم، سه هشتم است.

الک نمره ۴ با بعد ۴٫۷۵ میلی‌متر مرز تشخیص شن و ماسه است.

نام‌گذاری الک‌های کوچک‌تر از شماره ۴ به این صورت است که تعداد روزنه‌های موجود در یک اینچ مربع الک را شماره الک گویند.

برای ساخت بتنی باکیفیت باید فاصله بین مواد درشت دانه و ریز دانه مناسب باشد.

منحنی دانه بندی سنگدانه بتن

مراحل تعیین منحنی دانه بندی بدین شرح است:

۱) دانه‌ها را وزن کرده و از الک‌های استاندارد عبور می‌دهند.

۲) وزن دانه‌های مانده برروی هر الک را اندازه‌گیری کرده و درصدشان را نسبت به وزن کل محاسبه می‌کنند.

۳) مجموع درصد مانده برروی الک مدنظر و الک‌های بالاتر را از ۱۰۰ کم کرده تا درصد رد شده از الک به دست آید.

۴) بر اساس اندازه الک و درصد رد شده دانه‌ها از الک، منحنی را رسم می‌کنند.

منحنی دانه بندی معمولا به صورت نیمه لگاریتمی رسم می‌شود.

سنگدانه ها در بتن - دانه بندی سنگدانه بتن

انواع منحنی دانه بندی بتن

منحنی دانه بندی خود دو نوع است:

 

پیوسته

زمانی نوع دانه بندی پیوسته است که دو شرط زیر را داشته باشد:

۱) در صورتی که تمام ابعاد سنگدانه موجود باشد.

۲) برخی از سنگدانه‌ها نسبت به سایر ابعاد به میزان چشمگیری بیشتر یا کمتر نباشد. 

منحنی شماره ۴ در شکل زیر یک نوع دانه بندی پیوسته است.

سنگدانه ها در بتن - دانه بندی سنگدانه بتن

گسسته

در صورتی که یکی از شرایط بالا برقرار نباشد، منحنی دانه بندی بتن از نوع گسسته است.

یا به عبارتی می‌توان گفت یک یا چند گروه از دانه‌ها در منحنی دانه بندی وجود نداشته باشد. در این حالت منحنی دانه بندی در محدوده الک موردنظر به صورت یک خط افقی است.

در این حالت مقدار برخی دانه‌ها خیلی بیشتر یا خیلی کمتر از مقدار سایر است. منحنی دانه بندی در برخی از نواحی شیب‌های زیاد و در برخی قسمت‌ها دارای شیب کم است.

سنگدانه ها در بتن - دانه بندی سنگدانه بتن

پیشنهاد می‌شود برای دانه بندی بتن از نوع پیوسته استفاده شود، اما دلایل آن چیست؟

فضای خالی میان سنگدانه‌ها به کمترین میزان ممکن می‌رسد و در نتیجه تراکم بیشتر شده و همچنین سیمان کمتری استفاده می‌شود.

بتن به دست آمده توپرتر و متراکم‌تر شده و مقاومت آن افزایش می‌یابد.

 

مدول نرمی سنگدانه بتن

مدول نرمب سنگدانه‌ها به معنای مجموع درصدهای باقی مانده بر روی الک‌های استاندارد تقسیم بر صد است.

مدول نرمی بین ۰ تا ۹ متغیر است، اما در بیشتر حالات عددی بین ۲٫۳ تا ۳ بوده و افزایش این عدد نمایانگر درشتی دانه‌ها است.

آگاهی از مدول نرمی به این دلیل مفید است که تغییرات جزئی در اندازه دانه‌ها را که ممکن است در کارایی بتن تازه مؤثر باشند را نشان می‌دهد.

سنگدانه ها در بتن - دانه بندی سنگدانه بتن

دانه بندی سنگدانه بتن در مصالح ماسه‌ای و شنی

دانه بندی سنگدانه‌ها حتی برای ماسه و شن متفاوت است، که به توضیح هر کدام از این موارد می‌پردازیم.

 

دانه بندی مصالح ماسه‌ای

مهم‌ترین حسن استفاده از ماسه در بتن، برای استفاده آب کمتر است، که در نتیجه بتن، روانی و کارایی بیشتری خواهد داشت.

برای بتن‌هایی که در نمای صاف استفاده می‌شوند، باید میزان ماسه مورد استفاده بیشتر باشد.

 

دانه بندی مصالح شنی

هر چه در مخلوط بتنی درشت دانه‌ها بیشتر باشد، میزان مقاومت آن نیز بیشتر است.

حداکثر بعد دانه‌های شنی به شرح زیر است که باید بین ۳ عدد زیر، کوچکترین انتخاب شود:

کوچک‌تر از یک پنجم حداقل بعد قالب

کوچک‌تر از سه چهارم فاصله آزاد بین میلگردها

کوچک‌تر از یک دوم ضخامت دال‌های سقفی

سنگدانه ها در بتن - دانه بندی سنگدانه بتن

چگالی سنگدانه‌ها

چگالی سنگدانه‌ها خود شامل دو نوع ظاهری و حجمی است.

در چگالی ظاهری نسبت جرم سنگدانه‌های خشک شده به جرم آب هم حجم آن حساب می‌شود.

بیشتر سنگدانه‌های طبیعی چگالی ظاهری‌شان بین ۲٫۶ تا ۲٫۷ است.

منظور از چگالی حجمی، نحوه متراکم شدن دانه‌ها کنار هم در یک ظرف بوده که به توزیع ذرات و شکل آن‌ها وابسته است.

چگالی حجمی را می‌توان از طریق تقسیم جرم سنگدانه‌ها بر حجم ظرف به دست آورد.

سنگدانه ها در بتن - چگالی سنگدانه بتن

تأثیر ناخالصی‌ها بر سنگدانه بتن

برخی از ناخالصی ها در سنگدانه ها، برای مخلوط بتنی مضر هستند. این موارد عبارتند از:

مواد آلی

در واکنش‌های شیمیایی سیمان اثری مخرب داشته و پس از پوسیده شدن سبب ایجاد فضایی خالی در بتن می‌شود.

با شستن سنگدانه‌ها، می‌توان آن‌ها را از مواد آلی به راحتی جدا کرد.

رس و ذرات بسیار ریز

این مواد دور سنگدانه را فرا گرفته و سبب کاهش چسندگی خمیر سیمان و سنگدانه‌ها شده و همچنین سبب افزایش آب مصرفی نیز می‌شود.

ناخالصی‌های نمکی

وجود نمک سبب کاهش مقاومت بتن می‌شود و باعث خوردگی آرماتورها در بتن مسلح یا بتن آرمه نیز می‌گردد.

همچنین نمک به صورت ذرات سفید روی سطح بتن ظاهر می‌شود.

مصالح مضر دیگری هم وجود دارد که در جدول توضیح داده‌ایم:

(اگر به وسیله گوشی موبایل این مقاله را می‌خوانید برای نمایش بهتر جدول گوشی را بچرخانید.)

عناصراثر روی بتنروش آزمایش
ناخالصی‌های آلیروی گیرش و سخت شدن بتن مؤثر است، ممکن است سبب خرابی شوند.ASTM C 40
ASTM C 87
مصالح ریزتر از الک شماره ۲۰۰ (۸۰ میکرومتر)روی چسبندگی اثر می‌گذارد، میزان آب موردنیاز را افزایش می‌دهد.ASTM C 117
زغال سنگ، لیگنیت یا سایر مصالح سبکبر روی دوام بتن اثرگذار بوده و ممکن است سبب لکه دار شدن یا بیرون پریدگی قسمت‌هایی از بتن شوند.ASTM C 123
ذرات نرمروی دوام اثر دارند.ASTM C 851
کلوخه‌های رسی و ذرات شکنندهروی کارایی و دوام بتن مؤثر بوده و ممکن است سبب بیرون پریدگی قسمت‌هایی از بتن شوند.ASTM C 142
چرت با چگالی کمتر از ۲٫۴روی دوام اثر دارد، ممکن است سبب بیرون پریدگی قسمت‌هایی از بتن شود.ASTM C 123
ASTM C 295
دانه‌هایی با واکنش قلیاییانبساط غیرعادی، ترک‌های ریز سطحی و بیرون پریدگی قسمت‌هایی از بتنASTM C 227
ASTM C 289
ASTM C 295
ASTM C 342
ASTM C 586

 

شاید برایتان سوال پیش بیاید که مقدار مجاز ناخالصی‌ها در سنگدانه های بتن چقدر است؟

برای ریزدانه‌ها به شرح زیر است: (روش آزمایش موارد جدول زیر بر اساس مندرجات آیین‌نامه بتن ایران خواهد بود)

نوع مواد زیان آورحداکثر درصد وزنی در کل نمونه‌هاملاحظات
کلوخه‌های رسی و دانه‌های شکننده۳شبست‌های در حالی متلاشی شدن و تبدیل به خاک رسی شامل این محدودیت هستند.
دانه‌های گذشته از الک شماره ۲۰۰ (۰٫۰۷۵ میلی‌متر)
– بتن تحت سایش
– سایر بتن‌ها
۳

۵

مشروط بر اینکه دانه‌ها رسی نباشند.
ذغال سنگ، لیگنیت یا سایر مصالح سبک:
– هنگامی که نمای ظاهری بتن‌ حائز اهمیت است.
– سایر بتن‌ها
۰٫۵

۱

مواد ذغالی با وزن مخصوص نسبی کمتر از ۲ و رنگ قهوه‌ای تیره می‌باشند.
میکا۱در هر حال مجموع کلوخه‌های رسی و میکا در مناطق گرم و مرطوب و با خردشدگی زیاد نباید از ۳ درصد و در سایر مناطق از ۴ درصد بیشتر باشد.
سولفات بر حسب SO3۰٫۴
کلرورها بر حسب Cl۰٫۰۴

 

برای درشت دانه‌ها نیز بدین ترتیب است: (روش آزمایش براساس مندرجات آیین نامه بتن‌ ایران خواهد بود.)

نوع مواد زیان آورحداکثر درصد وزنی مجاز در کل نمونه‌هاملاحظات
کلوخه‌های رسی۰٫۲۵شبست‌های در حال متلاشی شدن نیز شامل این محدودیت می‌شوند.
دانه‌های نرم۵به آسانی خط برداشته و ساییده می‌شوند.
چرت به صورت ناخالصی
– در معرض شرایط محیطی شدید
– در معرض شرایط محیطی متوسط
– در معرض شرایط محیطی ملایم
۱
۳
۵
این مواد اغلب با مواد شیمایی سیمان واکنش نامطلوب دارند.
دانه‌های گذشته از الک شماره ۲۰۰(۰٫۰۷۵ میلی‌متر)۱مشروط بر اینکه رسی، یا حاصل املاح زیان آور نباشد.
ذغال سنگ، لیگنیت یا سایر مصالح سبک:
– هنگامی که نمای ظاهری بتن دارای اهمیت است.
-سایر بتن‌ها
۰٫۵
۱
مواد ذغالی با وزن مخصوص نسبی کمتر از ۲ و رنگ قهوه‌ای تیره می‌باشد.
دانه‌های سست شامل مجموع کلوخه‌های رسی، دانه‌های نرم، چرت هوازده، شیل‌ها و شبست‌های متورق هوازده:

– بتن نمایان
– بتن تحت سایش
-سایر بتن‌ها

۳
۵
۷
دانه‌های پوک، مواد بیگانه مانند چوب و بقایای نباتات و به طور کلی تمام دانه‌های ناسالم باید در محاسبه این درصدها لحاظ شوند.
سولفات برحسب SO3۰٫۴
کلرورها بر حسب Cl۰٫۰۲

انواع آزمایش سنگدانه های بتن

آزمایش‌های مختلفی برای سنگدانه های بتن وجود دارد که برایتان به صورت جدول زیر خلاصه کرده‌ایم:

خاصیتاهمیتشماره آزمایش
مقررات یا نکات گزارش شده
مقاومت در برابر سایششاخص کیفیت دانه‌ها، مقاومت در برابر سایش کف‌ها و رویه‌هاASTM C 131
ASTM C 295
ASTM C 535
حداکثر افت وزن
مقاومت در برابر یخ زدن و آب شدنپوسته شده سطح، زبری، از بین رفتن مقطع و نمای بدASTM C 295
ASTM C 666
ASTM C 682
حداکثر دوره مصونیت در برابر یخ زدن، ضریب دوام
مقاومت در برابر متلاشی شدن توسط سولفات‌هاسلامت در برابر هوازدگیASTM C 88
افت وزن، دانه‌هایی که از خود خستگی نشان می‌دهند.
شکل دانه و بافت سطحیکارآیی بتن تازهASTM C 295
ASTM D 3398
حداکثر درصد دانه‌های پولکی و سوزنی
دانه‌بندیکارآیی بتن تازه، جنبه‌های اقتصادیASTM C 117
ASTM C 136
حداقل و حداکثر درصد رد شده از الک‌های استاندارد
وزن مخصوص ظاهری یا دانسیتهمحاسبات طرح مخلوط، طبقه بندیASTM C 29
وزن در حالت متراکم و شل
چگالیمحاسبات طرح مخلوطASTM C 127، دانه ریز
ASTM C 128، دانه درشت
ASTM C 29، روباره
جذب آب و رطوبت سطحیکنترل کیفیت بتن‌ASTM C 70
ASTM 127
ASTM 128
ASTM C 566
مقاومت فشاری و خمشیقابل قبول بودن دانه‌های ریز که در آزمایش‌های دیگر رد شده‌اند.ASTM C 39
ASTM C 78
مقاومت باید از ۹۵ درصد مقاومت به دست آمده با ماسه خالص شده، بیشتر باشد.
تعریف مواد متشکلهفهم واضح و ارتباطاتASTM C 125
ASTM C 294

کاربرد سنگدانه

سنگدانه ها تنها در تکنولوژی بتن‌ (ساخت بتن‌) استفاده نشده و بلکه در امور مختلفی دیگری نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برای آشنایی بیشتر با تکنولوژی بتن و یادگیری تمام نکات آن، به مقاله صفر تا صد تکنولوژی بتن به همراه جزئیات مراجعه کنید.

از مهم‌ترین موارد کاربرد سنگدانه ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

راهسازی

روسازی (آسفالتی و بتنی)

زیرسازی

راه آهن

سد

خط لوله و غیره

سنگدانه ها در بتن - کاربرد سنگدانه بتن

امیدواریم در پایان این مقاله دید خوبی نسبت به سنگدانه‌های بتن و دانه بندی آن‌ها پیدا کرده باشید و از اینکه تا پایان مقاله با ما همراه بودید، تشکر می‌کنیم. نظرات و تجربیات خود را در مورد این مقاله با ما به اشتراک بگذارید.

مسیر یادگیری مهندسی عمران

یک مسیر رایگان برای حرفه‌ای شدن

حتما تو این مسیر با ما همراه شو!

کلیک کنید
ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *